1.关于铝合金半固态模拟方面的 中英文论文 急求
摘 要:电阻点焊的组织决定焊接接头熔核的性能,熔核的性能决定焊接的质量。
通过模拟 点焊接头的组织,可预测在不同点焊参数下接头的组织形态和力学性能等,从而实现通过寻 求最佳焊接工艺来改善焊件性能的目的。研究铝合金点焊相变组织的分布规律,对优化点焊 设计和工艺参数有重要的指导作用,本文通过应用有限元模拟软件进行数值模拟,对6082 铝合金电阻点焊过程中的组织转变进行模拟与研究,并通过实验进行验证,从而得出电阻点 焊对6082铝合金的组织转变的影响。
试验验证表明,数值模拟与试验结果吻合良好,为铝合 金点焊基础理论研究提供了一种有效的分析手段。 关键词:数值模拟;金相组织 ;铝合金;电阻点焊 Abstract Te microstructure of resistance spot welding decide performance of nuclear fusion in welded joint, the performance of nuclear fusion decide welding quality. By simulation, we can predict microstructure and mechanical properties of spot welding in different parameters, so as to achieve the best welding performance by seeking to improve the welding processes. Research on the distribution of microstructure in aluminum spot welding, have an important role in on the design and optimization of process parameters of spot welding. The paper through the application of finite element simulation software to simulate and research the resistance spot welding of aluminum alloy of 6082, and verify it through experiments, so as to know affection resistance spot welding to aluminum alloy of 6082. Experiments show that numerical simulation and experimental results are consistent, providing an effective analysis for spot welding on aluminum alloy. Key words: Numerical simulation; Microstructure; Aluminum alloy; Resistance spot welding 1、铝合金在航空航天、船舶制造、机车和汽车制造业等领域获得了广泛的应用。
轿车采用 铝合金制造车身较采用钢板制造车身可减轻车体重量6O%左右,能显著降低燃料消耗和减少 环境污染。但是,铝合金点焊所存在的问题限制了点焊在铝合金汽车生产中的应用,铝合金 点焊的熔核形状不规则,尺寸大小不一,熔核在凝固时极易形成缩孔、缩松和气孔,由于冷 却速度较快,熔核的结晶组织主要是从熔合线向内生长的柱状晶。
在这方面,吉林工业大学 的赵熹华等人通过采用熔核的孕育处理技术做了详细的研究,将柱状晶组织变为等轴晶组 织,取得了良好的效果[1]。但是,该技术如何工程化的问题还正在研究之中。
如果能对点焊 的相变组织进行有限元模拟计算,得到铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律,从微 观上改变焊接质量,对提高和稳定点焊质量具有重要意义。 铝合金点焊是一个高度非线性的力、热、电相耦合的复杂过程,随着焊接研究的深入, 温度,相变和热应力之间的耦合效应越来越受到人们的重视。
Y.Ueda 等人曾提出温度,相 变,热应力之间的耦合关系式,J.Ronda 等人利用该耦合模型对焊接接头进行了有限元计算。 Ronda 等[2]用统一的方法推导了相变规律和相变塑性,建立了相容的 TMM 模型,并形成了系 统理论。
Yang 等[3]在热冶金耦合方面也作了深入的研究。他们在模拟温度场、速度场、热循 环以及熔池形状时,采用瞬时、3 维、湍流条件下的热传输和流体流动模型。
本文基于有限元专业焊接模拟软件动态模拟焊接的全过程,进行数值模拟时,考虑了材 料热物理性能与温度的非线性关系,以及相变潜热对温度场的影响,实现温度场和应力应变 场的耦合计算,揭示了铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律,其结果有助于更好地 了解焊接过程中熔体的运动状态、凝固组织细化和产生缺陷的原因,为正确选择点焊工艺参 数等提供理论指导。 2 点焊相变原理熔核、塑性环及其周围母材金属的一部分构成了点焊接头。
在良好的点焊焊接循环条件 下,接头的形成过程是预压、通电加热和冷却结晶三个连续阶段所组成。 (1)预压阶段:在电极压力的作用下清除一部分接触表面的不平和氧化膜,形成物理触点,为焊接电 流的顺利通过及表面原子的键合作准备。
(2)通电加热阶段:在热与机械力作用下形成塑性环、熔核,并 随着通电加热的进行而长大,直到获得需要的熔核尺寸。通电刚开始,由于边缘效应,使焊件接触面边缘 处温度首先升高,接着由于金属加热膨胀,接触面和电流场均扩展并伴有绕流现象,而靠近电极的焊接区 金属散热较有利,从而在焊接区内形成了回转双曲面的加热区,其周围产生了较大的塑性变形。
随着通电 加热的持续,电极与工件接触表面增加,表面金属的冷却增强,而焊接区中心部位由于散热困难温度继续 升高,形成被塑性环包围的回转四方形液态熔核。继续延长通电时间,塑性环和熔核不断长大。
当焊接温 度场进入准稳态时,最终获得椭圆形液态熔核,周围是将熔核紧紧包围的塑性环。(3)冷却结晶阶段:使 液态熔核在压力作用下冷却结晶。
由于材质和焊接规范特征不同,熔核的凝固组织可有三种:柱状组织、等轴组织、“柱状+等轴”组织。 由于点焊加热集中、。
2.铝合金在生活中的广泛应用的论文或资料
铝合金:一。
用途铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的,如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金。铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能:易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。
铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类,各种类均有各自的使用范围,并有各自的代号,以供使用者选用。 铝合金仍然保持了质轻的特点,但机械性能明显提高。
铝合金材料的应用有以下三个方面:一是作为受力构件;二是作为门、窗、管、盖、壳等材料;三是作为装饰和绝热材料。利用铝合金阳极氧化处理后可以进行着色的特点,制成各种装饰品。
铝合金板材、型材表面可以进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加工,制成各种装饰板材、型材,作为装饰材料。 铝合金是应用最广的一种防锈铝,它的强度不高,不能热处理强化,在退火状态下有高的塑性,而蚀性好,焊接性好,切削加工性不良。
用於制造要求高可塑性和良好焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件如油箱、油管、液体容器等;线材可制作铆钉。 二。
铝合金概述(资料)以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰,次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。
铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。 铝合金分两大类:铸造铝合金,在铸态下使用;变形铝合金,能承受压力加工,力学性能高于铸态。
可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。
铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。
不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能,只能通过冷加工变形来实现强化,它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能,它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。
铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能,物理性能和抗腐蚀性能。 铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金,铝铜合金,铝镁合金和铝锌合金。
[编辑本段]【纯铝产品】 纯铝分冶炼品和压力加工品两类,前者以化学成份Al表示,后者用汉语拼音LG(铝、工业用的)表示。[编辑本段]【压力加工铝合金】 铝合金压力加工产品分为防锈(LF)、硬质(LY)、锻造(LD)、超硬(LC)、包覆(LB)、特殊(LT)及钎焊(LQ)等七类。
常用铝合金材料的状态为退火(M焖火)、硬化(Y)、热轧(R)等三种。[编辑本段]【铝材】 铝和铝合金经加工成一定形状的材料统称铝材,包括板材、带材、箔材、管材、棒材、线材、型材等。
[编辑本段]【铸造铝合金】 铸造铝合金(ZL)按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类,代号编码分别为100、200、300、400。[编辑本段]【高强度铝合金】 高强度铝合金指其抗拉强度大于480兆帕的铝合金,主要是压力加工铝合金中硬铝合金类、超硬铝合金类和铸造合金类。
[编辑本段]【铝合金缺陷修复】 铝合金在生产过程中,容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等铸造缺陷。如何修复铝合金铸件气孔等缺陷呢?如果用电焊、氩焊等设备来修补,由于放热量大,容易产生热变形等副作用,无法满足补焊要求。
冷焊修复机是利用高频电火花瞬间放电、无热堆焊原理来修复铸件缺陷。由于冷焊热影响区域小,不会造成基材退火变形,不产生裂纹、没有硬点、硬化现象。
而且熔接强度高,补材与基体同时熔化后的再凝固,结合牢固,可进行磨、铣、锉等加工,致密不脱落。冷焊修复机是修补铝合金气孔、砂眼等细小缺陷的理想方法。
[编辑本段]【不同牌号铝合金的典型用途】 合 金 典 型 用 途 1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管,各种软管,烟花粉 1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合,但对强度要求不高,化工设备是其典型用途 1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件,例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具 1145 包装及绝热铝箔,热交换器 1199 电解电容器箔,光学反光沉积膜 1350 电线、导电绞线、汇流排、变压器带材 2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品 2014 应用于要求高强度与硬度(包括高温)的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料,车轮与结构元件,多级火箭第一级燃料槽与航天器零件,卡车构架与悬挂系统零件 2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金,目前的应用范围较窄,主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件,螺旋桨与配件 2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件 2036 汽车车身钣金件 2048 航空航天器结构件与兵器结构零件 2124 航空航天器结构件 2218 飞机发动机和柴油发动机活塞,飞机发动机汽缸头,喷气发动机叶轮和压缩机环 2219 航天火箭焊接氧化剂槽,超音速飞机蒙皮与结构零件,。
3.急求关于《浅析金属铝的新应用》的毕业论文
浅论铝合金表面改性技术研究进展 关键词:铝合金;表面改性;研究进展 论文摘要:综述了近年来铝合金表面改性技术取得的研究进展,重点介绍了激光熔覆、阳极氧化和等离子体微弧氧化等方法在铝合金表面制备膜层的原理、特点及研究成果,并对等离子微弧氧化技术提出了展望。
一、前言 常用的铝合金表面改性技术有激光熔覆、阳极氧化、等离子微弧氧化等,有关这些方法的研究均取得了较大进步。等离子微弧氧化是一种新型表面陶瓷化技术,近年来,其相关文章报道较多,已成为铝合金表面改性技术研究的热点,具有广阔的发展前景。
二、常用的铝合金表面改性技术 (一)激光熔覆 激光熔覆技术是采用高能激光束将金属-陶瓷复合粉末熔于基材表面,获得金属陶瓷复合层的工艺。其工艺方法有两种:预置涂层法和同步送粉法。
预置涂层法是先将粉末与粘接剂混合后涂于基体表面,干燥后进行激光加热。同步送粉法是在激光照射到基体的同时侧向送粉,粉末熔化而基体微熔,冷却后得到熔覆层。
二者方法不同但效果相近,即熔覆层通常与施加的合金粉末的化学成分相近,熔覆层与基体之间为冶金结合,只有在界面结合层的较窄范围内,施加合金粉末才受到基体的稀释。 激光熔覆是一个复杂的工艺过程,工艺参数较多,可分成4类:1.激光系统本身,如光束模式、功率稳定性等;2.基体,如基体材质、表面状态等;3.涂层材料的特性及涂置工艺;4.处理条件,包括光束大小与形状、功率大小及扫描速度等[7]。
对于铝合金的激光熔覆,根据覆层种类和厚度,正确选择激光参数很重要。如果能量输入不足,不仅得不到熔化良好、凝固致密的覆层,更得不到良好的冶金结合层。
如果输入的能量密度过大,覆层又会因铝合金基材过多熔化稀释,使性能显著恶化,而且还增多了涂层的气孔等缺陷。 激光熔覆金属表面陶瓷层的优点是:可以使陶瓷涂层和金属基体达到冶金结合,提高了陶瓷层和基体的结合强度;消除了陶瓷层中大部分孔洞和裂纹,提高了陶瓷层的致密度;釉化了陶瓷表面,大大提高了表面硬度,改善了材料的耐磨性能。
不足之处是界面的稀释度较大;界面上易形成脆性相和裂纹;在实际应用中涂层的尺寸精度、对基体复杂形状的容许度、表面粗糙度等问题未能很好地解决。 (二)阳极氧化 铝合金阳极氧化方法有硫酸阳极氧化法、草酸法、铬酸法、磷酸法、有机酸法和混合酸法等。
现有的阳极氧化工艺大都采用酸性电解液。根据电解液的种类不同,可以得到阻挡型氧化膜和多孔型氧化膜。
在含有硼酸-硼酸钠混合水溶液的中性溶液(pH值为5-7)中和在酒石酸铵、柠檬酸、马来酸、乙二醇等水溶液中进行阳极氧化时,可得到阻挡型的氧化膜。因为这些水溶液溶解氧化物的能力较弱,所以在铝合金表面形成致密的氧化薄膜。
阻挡型氧化膜的厚度取决于阳极氧化时的电压,电压越高,膜越厚。但阳极氧化电压不能无限升高,临界值为500-700V。
如果超过临界值,铝合金表面会发生火花放电而破坏氧化膜的绝缘性。铝合金在硫酸、铬酸、磷酸、草酸等酸性溶液中阳极氧化时,可得到多孔质型氧化膜。
多孔质型氧化膜也称为复合氧化膜,是由两层膜组成的,紧靠铝基体的一层叫阻挡层,外面的一层叫多孔质层。多孔质层的厚度取决于电解时间。
阻挡型氧化膜与多孔型氧化膜相比较,不同点就是前者氧化膜的厚度不受电解时间和电解液温度过高的影响。 阳极氧化膜具有蜂窝状结构,膜层的孔隙率常常由于电解液的溶解能力和膜层的生长速率不同而不同。
氧化膜的硬度大约在196-490Hv[13],厚度一般为几个微米到几十个微米。 阳极氧化膜组织结构受电解液类型、工艺参量及氧化前处理等多种因素决定。
近年来对硫酸法氧化液中添加卤化胺类-金属(半金属)卤化物的络合物。可提高铝合金表面氧化层的沉积速度,并可使用更高的阳极电流密度而不烧损氧化膜,所得到的氧化膜均匀致密,有更好的光泽性、耐磨性和抗腐蚀性,且易于着色。
铝合金尤其是高硅铝合金,由于硅组元偏析,氧化膜溶解速度大及铝制件边角氧化膜易烧损等,很难形成优质氧化膜,目前人们试验将木质素、木质素酸或其它盐类加到酸性阳极氧化电解液中,可以提高氧化膜的厚度和硬度,铝合金硬质阳极氧化工艺,氧化膜厚度可达35-40μm。脉冲阳极氧化膜的最大厚度可达100-200μm以上,硬度为450-650Hv,而且氧化膜厚度的波动性较小,分散均匀。
阳极氧化不仅改进和提高了铝合金表面性能,如耐磨性、耐蚀性、表面硬度等,而且可以赋予表面各种颜色,大大提高铝合金的装饰性。但阳极氧化膜上有时会出现色泽不均、黑斑点、烧蚀、表面粗糙、流痕、膜厚不均匀以及剥落等缺陷。
按照外观形态,可将阳极氧化表面缺陷分成三大类:1.条纹(带)状缺陷;2.斑点状缺陷;3.不均匀(不正常)表面[17]。这些缺陷的产生与材质、预处理、阳极氧化、后处理以及封孔、着色过程的工艺参数和操作有着密切关系。
(三)等离子体微弧氧化 等离子体微弧氧化(PMAO)又称微等离子体氧化(MPO)、阳极火花沉积(ASD)或火花放电阳极氧化(ANOF),这是一种直接在有。
4.寻找一篇关于铝制品使用的化学论文啊
现在厨房里的用具很多都是铝或铝合金的制品,锅、壶、铲、勺,几乎全是铝质的。
但是,在一个世纪以前,铝的价格比黄金还高,被称为“银白色的金子”。 法国皇帝拿破仑三世珍藏着一套铝做的餐具,逢到盛大的国宴才拿出来炫耀一番。
发现元素周期律的俄国化学家门捷列夫,曾经接受过英国皇家学会的崇高奖赏—— —只铝杯。这些故事现在听起来,不免引人发笑。
今天,铝是很便宜的金属。和铁相比,铝的传热本领强,又轻盈又美观。
因此,铝是理想的制做炊具的材料。 有人以为铝不生锈。
其实,铝是活泼的金属,它很容易和空气里的氧化合,生成一层透明的、薄薄的铝锈——三氧化二铝。不过,这层铝锈和疏松的铁锈不同,十分致密,好象皮肤一样保护内部不再被锈蚀。
可是,这层铝锈薄膜既怕酸,又怕碱。所以,在铝锅里存放菜肴的时间不宜过长,不要用来盛放醋、酸梅汤、碱水和盐水等。
表面粗糙的铝制品,大多是生铝。生铝是不纯净的铝,它和生铁一样,使劲一敲就碎。
常见的铝制品又轻又薄,这是熟铝。铝合金是在纯铝里掺进少量的镁、锰、铜等金属冶炼而成的,抗腐蚀本领和硬度都得到很大的提高。
用铝合金制造的高压锅、水壶,已经广泛在市场上出卖。近年来,商店里又出现了电化铝制品。
这是铝经过电极氧化,加厚了表面的铝锈层,同时形成疏松多孔的附着层,可以牢牢地吸附住染料。因此,这种铝制的饭盒、饭锅、水壶等,表面可以染上鲜艳的色彩,使铝制品更加美观,惹人喜爱。
铝锅也有它的坏处,吃多了铝,容易得老年痴呆。所以大家最好用不锈钢的锅哦。
5.寻找一篇关于铝制品使用的化学论文啊
现在厨房里的用具很多都是铝或铝合金的制品,锅、壶、铲、勺,几乎全是铝质的。但是,在一个世纪以前,铝的价格比黄金还高,被称为“银白色的金子”。
法国皇帝拿破仑三世珍藏着一套铝做的餐具,逢到盛大的国宴才拿出来炫耀一番。发现元素周期律的俄国化学家门捷列夫,曾经接受过英国皇家学会的崇高奖赏—— —只铝杯。这些故事现在听起来,不免引人发笑。今天,铝是很便宜的金属。和铁相比,铝的传热本领强,又轻盈又美观。因此,铝是理想的制做炊具的材料。
有人以为铝不生锈。其实,铝是活泼的金属,它很容易和空气里的氧化合,生成一层透明的、薄薄的铝锈——三氧化二铝。不过,这层铝锈和疏松的铁锈不同,十分致密,好象皮肤一样保护内部不再被锈蚀。可是,这层铝锈薄膜既怕酸,又怕碱。所以,在铝锅里存放菜肴的时间不宜过长,不要用来盛放醋、酸梅汤、碱水和盐水等。表面粗糙的铝制品,大多是生铝。生铝是不纯净的铝,它和生铁一样,使劲一敲就碎。常见的铝制品又轻又薄,这是熟铝。铝合金是在纯铝里掺进少量的镁、锰、铜等金属冶炼而成的,抗腐蚀本领和硬度都得到很大的提高。用铝合金制造的高压锅、水壶,已经广泛在市场上出卖。近年来,商店里又出现了电化铝制品。这是铝经过电极氧化,加厚了表面的铝锈层,同时形成疏松多孔的附着层,可以牢牢地吸附住染料。因此,这种铝制的饭盒、饭锅、水壶等,表面可以染上鲜艳的色彩,使铝制品更加美观,惹人喜爱。
铝锅也有它的坏处,吃多了铝,容易得老年痴呆。所以大家最好用不锈钢的锅哦。
6.急求关于《浅析金属铝的新应用》的毕业论文
浅论铝合金表面改性技术研究进展关键词:铝合金;表面改性;研究进展 论文摘要:综述了近年来铝合金表面改性技术取得的研究进展,重点介绍了激光熔覆、阳极氧化和等离子体微弧氧化等方法在铝合金表面制备膜层的原理、特点及研究成果,并对等离子微弧氧化技术提出了展望。
一、前言 常用的铝合金表面改性技术有激光熔覆、阳极氧化、等离子微弧氧化等,有关这些方法的研究均取得了较大进步。等离子微弧氧化是一种新型表面陶瓷化技术,近年来,其相关文章报道较多,已成为铝合金表面改性技术研究的热点,具有广阔的发展前景。
二、常用的铝合金表面改性技术 (一)激光熔覆 激光熔覆技术是采用高能激光束将金属-陶瓷复合粉末熔于基材表面,获得金属陶瓷复合层的工艺。其工艺方法有两种:预置涂层法和同步送粉法。
预置涂层法是先将粉末与粘接剂混合后涂于基体表面,干燥后进行激光加热。同步送粉法是在激光照射到基体的同时侧向送粉,粉末熔化而基体微熔,冷却后得到熔覆层。
二者方法不同但效果相近,即熔覆层通常与施加的合金粉末的化学成分相近,熔覆层与基体之间为冶金结合,只有在界面结合层的较窄范围内,施加合金粉末才受到基体的稀释。 激光熔覆是一个复杂的工艺过程,工艺参数较多,可分成4类:1.激光系统本身,如光束模式、功率稳定性等;2.基体,如基体材质、表面状态等;3.涂层材料的特性及涂置工艺;4.处理条件,包括光束大小与形状、功率大小及扫描速度等[7]。
对于铝合金的激光熔覆,根据覆层种类和厚度,正确选择激光参数很重要。如果能量输入不足,不仅得不到熔化良好、凝固致密的覆层,更得不到良好的冶金结合层。
如果输入的能量密度过大,覆层又会因铝合金基材过多熔化稀释,使性能显著恶化,而且还增多了涂层的气孔等缺陷。 激光熔覆金属表面陶瓷层的优点是:可以使陶瓷涂层和金属基体达到冶金结合,提高了陶瓷层和基体的结合强度;消除了陶瓷层中大部分孔洞和裂纹,提高了陶瓷层的致密度;釉化了陶瓷表面,大大提高了表面硬度,改善了材料的耐磨性能。
不足之处是界面的稀释度较大;界面上易形成脆性相和裂纹;在实际应用中涂层的尺寸精度、对基体复杂形状的容许度、表面粗糙度等问题未能很好地解决。 (二)阳极氧化 铝合金阳极氧化方法有硫酸阳极氧化法、草酸法、铬酸法、磷酸法、有机酸法和混合酸法等。
现有的阳极氧化工艺大都采用酸性电解液。根据电解液的种类不同,可以得到阻挡型氧化膜和多孔型氧化膜。
在含有硼酸-硼酸钠混合水溶液的中性溶液(pH值为5-7)中和在酒石酸铵、柠檬酸、马来酸、乙二醇等水溶液中进行阳极氧化时,可得到阻挡型的氧化膜。因为这些水溶液溶解氧化物的能力较弱,所以在铝合金表面形成致密的氧化薄膜。
阻挡型氧化膜的厚度取决于阳极氧化时的电压,电压越高,膜越厚。但阳极氧化电压不能无限升高,临界值为500-700V。
如果超过临界值,铝合金表面会发生火花放电而破坏氧化膜的绝缘性。铝合金在硫酸、铬酸、磷酸、草酸等酸性溶液中阳极氧化时,可得到多孔质型氧化膜。
多孔质型氧化膜也称为复合氧化膜,是由两层膜组成的,紧靠铝基体的一层叫阻挡层,外面的一层叫多孔质层。多孔质层的厚度取决于电解时间。
阻挡型氧化膜与多孔型氧化膜相比较,不同点就是前者氧化膜的厚度不受电解时间和电解液温度过高的影响。 阳极氧化膜具有蜂窝状结构,膜层的孔隙率常常由于电解液的溶解能力和膜层的生长速率不同而不同。
氧化膜的硬度大约在196-490Hv[13],厚度一般为几个微米到几十个微米。 阳极氧化膜组织结构受电解液类型、工艺参量及氧化前处理等多种因素决定。
近年来对硫酸法氧化液中添加卤化胺类-金属(半金属)卤化物的络合物。可提高铝合金表面氧化层的沉积速度,并可使用更高的阳极电流密度而不烧损氧化膜,所得到的氧化膜均匀致密,有更好的光泽性、耐磨性和抗腐蚀性,且易于着色。
铝合金尤其是高硅铝合金,由于硅组元偏析,氧化膜溶解速度大及铝制件边角氧化膜易烧损等,很难形成优质氧化膜,目前人们试验将木质素、木质素酸或其它盐类加到酸性阳极氧化电解液中,可以提高氧化膜的厚度和硬度,铝合金硬质阳极氧化工艺,氧化膜厚度可达35-40μm。脉冲阳极氧化膜的最大厚度可达100-200μm以上,硬度为450-650Hv,而且氧化膜厚度的波动性较小,分散均匀。
阳极氧化不仅改进和提高了铝合金表面性能,如耐磨性、耐蚀性、表面硬度等,而且可以赋予表面各种颜色,大大提高铝合金的装饰性。但阳极氧化膜上有时会出现色泽不均、黑斑点、烧蚀、表面粗糙、流痕、膜厚不均匀以及剥落等缺陷。
按照外观形态,可将阳极氧化表面缺陷分成三大类:1.条纹(带)状缺陷;2.斑点状缺陷;3.不均匀(不正常)表面[17]。这些缺陷的产生与材质、预处理、阳极氧化、后处理以及封孔、着色过程的工艺参数和操作有着密切关系。
(三)等离子体微弧氧化 等离子体微弧氧化(PMAO)又称微等离子体氧化(MPO)、阳极火花沉积(ASD)或火花放电阳极氧化(ANOF),这是一种直接在有色金属表面原。
7.关于铝的小论文
物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。由于铝有多种优良性能,因而铝有着极为广泛的用途。
(1)铝的密度很小,仅为2.7 g/cm3,虽然它比较软,但可制成各种铝合金,如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外,宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其合金。例如,一架超音速飞机约由70%的铝及其合金构成。船舶建造中也大量使用铝,一艘大型客船的用铝量常达几千吨。
(2)铝的导电性仅次于银、铜,虽然它的导电率只有铜的2/3,但密度只有铜的1/3,所以输送同量的电,铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐 蚀的能力,而且有一定的绝缘性,所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。
(3)铝是热的良导体,它的导热能力比铁大3倍,工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。
(4)铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银),在100 ℃~150 ℃时可制成薄于0.01 mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等,还可制成铝丝、铝条,并能轧制各种铝制品。
(5)铝的表面因有致密的氧化物保护膜,不易受到腐蚀,常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。
(6)铝粉具有银白色光泽(一般金属在粉末状时的颜色多为黑色),常用来做涂料,俗称银粉、银漆,以保护铁制品不被腐 蚀,而且美观。
(7)铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光,常用于制造爆炸混合物,如铵铝炸 药(由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他可燃性有机物混合而成)、燃烧混合物(如用铝热剂做的炸 弹和炮 弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大 炮等)和照明混合物(如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%)。
(8)铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉和石墨、二氧化钛(或其他高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后,涂在金属上,经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷,它在火箭及导 弹技术上有重要应用。
(9)铝板对光的反射性能也很好,反射紫外线比银强,铝越纯,其反射能力越好,因此常用来制造高质量的反射镜,如太阳灶反射镜等。
(10)铝具有吸音性能,音响效果也较好,所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝。
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